焊后热处理对管线钢粗晶区韧性的影响

利用焊接热模拟技术,获取粗晶区组织,经过不同的热处理工艺,测定其冲击韧性和硬度,进行了显微组织分析,探讨了焊后热处理对 X52管线钢粗晶区韧性的影响.试验结果表明,X52管线钢粗晶区的韧性随焊后热处理温度的升高呈上升趋势,但低于母材,其硬度随焊后热处理温度的升高略呈下降趋势,但均高于母材.     

热输入对深海X70粗晶区组织和韧性的影响

为解决深海X70管线钢在实际焊接中粗晶区(CGHAZ)的脆化问题,在不同热循环工艺下对X70管线钢进行了热模拟研究。采用Gleeble-3800热模拟机模拟X70管线钢CGHAZ,研究CGHAZ在10～60 kJ/cm不同热输入(HI)条件下组织和韧性的变化规律,并通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和夏比冲击试验等手段表征CGHAZ的组织和韧性。结果表明,不同热输入下试验钢的组织主要由粒状贝氏体(GB)、贝氏体铁素体(BF)和马-奥组元(M-A组元)组成;当HI不断增大时,BF比例减少,GB比例增加,M-A组元粗化,冲击吸收能先升高再降低;当HI为20 kJ/cm时,BF和GB可获得优异组合,断口为韧性断裂,冲击吸收能达到173.8 J;当HI大于20 kJ/cm时,断口解离断裂,冲击吸收能下降明显,最低为18.8 J。因此,较低的热输入可提高CGHAZ的韧性,使X70管线钢具有高强度、高韧性和良好的焊接性。研究结果可为优化焊接工艺提供理论依据。     

X70管线钢焊接接头组织及其海水腐蚀规律

对X70管线钢现场实际焊接工艺下的焊接接头,采用显微镜、电化学方法及失重法等方法和手段对母材、焊缝、热影响区进行了显微组织分析和在海水中的极化曲线、腐蚀速率的测试,研究焊接接头在模拟海水环境中的腐蚀性能。研究表明,X70管线钢焊接接头各区域组织不均匀,实验室模拟海水环境下的电化学行为、腐蚀速率存在明显差异;在海水腐蚀过程中腐蚀电位和腐蚀速率会发生变化,热影响区（HAZ）与母材及焊缝形成电偶腐蚀,接头腐蚀以点蚀为主。     

X65钢高频焊管焊接区的显微组织和低温韧性

为查明X65钢高频焊管焊接区冲击功异常的原因,通过光学显微镜和X射线衍射对母材、焊缝及焊接热影响区进行微观研究.结果表明,显微组织对金属低温韧性有显著影响.当块状铁素体组织较多时,焊接区晶粒尺寸大,硬度小,冲击功低;当多边形铁素体组织较多时,焊接区晶粒尺寸小,硬度大,冲击功高.通过合理的热处理工艺,可在焊接区获得粒状铁素体组织,提高冲击功,改善焊缝和焊接热影响区低温韧性.     

X70管线钢焊接热影响区韧性的研究

采用热模拟技术再现了X70管线钢焊接热影响区的组织,研究了热循环的改变对热影响区低温冲击韧性的影响及其断口特征.重点探讨了过热区的韧性对焊后冷速改变的敏感性.试验结果表明.随着峰值温度的提高.冲击韧性明显下降.断口形貌由韧窝状过渡到解理断裂.峰温950℃时.冲击韧性远远高于母材;峰温在1150℃和1350℃时,冲击韧性低于母材.加热到1350℃后,改变冷却速度.低温冲击韧性将发生显著变化.t_(8/5)为20s时.冲击韧性最佳.     

输油管线钢焊接粗晶区韧脆规律的研究

系统研究了粗晶区在不同焊接热过程中的韧性分布特征和控制韧性的显微组织因素．基于示波冲击试验提供的动态断裂信息，提出了几种新的评定管线钢韧脆转变温度的准则．     

3Cr低合金管线钢及焊接接头的CO_2腐蚀行为

采用高温、高压反应釜和电化学技术对3Cr低合金管线钢及焊接接头的CO2腐蚀行为进行研究.结果表明,3Cr低合金管线钢在高温、高压CO2腐蚀环境中表面生成致密的富Cr腐蚀产物膜,这是其抗CO2腐蚀性能优于X65钢的主要原因.3Cr低合金管线钢焊接接头中母材、热影响区和焊缝的腐蚀产物膜特征相似,结构致密,均存在Cr元素的富集.与X65钢相比,3Cr低合金管线钢的自腐蚀电位较正,自腐蚀电流密度较低.在CO2腐蚀介质中,3Cr低合金管线钢焊接接头的母材区域作为阳极首先发生腐蚀,焊缝和热影响区作为阴极受到保护.     

二次热循环对管线钢在役焊接粗晶区显微组织的影响

采用焊接热模拟技术、金相分析及透射电镜研究了X70管线钢在役焊接粗晶区及其经受不同峰值温度二次焊接热循环作用后热影响区各区的金相组织和精细结构. 结果表明,在役焊接粗晶区的金相组织主要是板条束贝氏体和粒状贝氏体,经历不同峰值温度的二次热循环后,组织类型没有发生变化,但各种组织的形态、大小、数量以及原奥氏体晶粒大小有些差异. 热影响区各区的主要形貌都是铁素体板条和分布在板条之间或板条基体上的M-A组元. 在役焊接粗晶区M-A组元形态以条状为主,经历二次热循环后,再热临界粗晶区的M-A组元有所细化. 再热临界粗晶区存在下贝氏体组织,且具有典型的"中脊"形貌.     

炉卷轧机生产X100管线钢的组织特征与强韧性

利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对炉卷轧机生产X100管线钢的显微组织特点进行了观察与分析,通过背散射电子衍射技术(EBSD)探讨了X100管线钢的有效晶粒尺寸与低温韧性的关系,并利用物理化学相分析的方法对X100管线钢的析出粒子尺寸分布和强化作用进行了定量分析. 结果表明:X100管线钢的显微组织以粒状贝氏体为主,晶粒内部和晶界上弥散分布着大量细小的马氏体/奥氏体(M/A)岛;X100管线钢的有效晶粒尺寸较小,仅为2μm左右,细化有效晶粒尺寸和降低组织方向性有利于提高管线钢的低温韧性;X100管线钢中的析出粒子尺寸较小,平均尺寸为45.4nm,但由于其总体质量分数只有0.062%,经计算,其析出强化作用约为52MPa,析出强化对屈服强度贡献较小.     

X80管线钢的研究与应用

基于长距离高压油气输送管道建设的需要,高强度高韧性管线用钢得到迅速发展。X80管线钢正是在这种背景下被开发出来的。由于其具有优良的强度和低温韧性,良好的焊接性能与抗腐蚀性能,可以有效节约工程建设费用,同时降低管道运行维护成本,因此X80管线钢正在全球范围内得到越来越广泛的应用。论述了X80管线钢的应用情况、化学成分特点、显微组织及强韧性能,介绍了TMCP（热机械控制）工艺在X80管线管生产中的应用。     

X80管线钢焊接粗晶区组织与韧性的研究

X80钢经焊接热模拟后粗晶区组织明显粗化，韧性显著下降．低碳时在粗晶区中的贝氏体铁素体板条间形成的硬而脆的Fe3C是恶化粗晶区韧性的主要原因．超低碳时在粗晶区中形成的马氏体-奥氏体(M-A)组元的含量比低碳时少，M-A组元中残余奥氏体所占的比例大，由于马氏体中偏聚的碳含量低，因而其塑性好，同时因超低碳抑制了Fe3C碳化物的形成而改善了粗晶区的韧性．     

Effect of microstructure on the low temperature toughness of high strength pipeline steels

Microstructure observations and drop-weight tear test were performed to study the microstructures and mechanical properties of two kinds of industrial X70 and two kinds of industrial X80 grade pipeline steels. The effective grain size and the fraction of high angle grain boundaries in the pipeline steels were investigated by electron backscatter diffraction analysis. It is found that the low temperature toughness of the pipeline steels depends not only on the effective grain size, but also on other microstructural factors such as martensite-austenite (MA) constituents and precipitates. The morphology and size of MA constituents significantly affect the mechanical properties of the pipeline steels. Nubby MA constituents with large size have significant negative effects on the toughness, while smaller granular MA constituents have less harmful effects. Similarly, larger Ti-rich nitrides with sharp corners have a strongly negative effect on the toughness, while fine, spherical Nb-rich carbides have a less deleterious effect. The low temperature toughness of the steels is independent of the fraction of high angle grain boundaries.     

12Ni3CrMoV钢焊接热影响区的断裂特征

本文采用裂纹张开位移(COD)试验方法,对60公斤级高强钢(12Ni3CrMoV)的热模拟试样,单道焊和多道焊实焊试样,热影响区的断裂韧性和裂纹扩展阻力进行了详细的研究.研究表明,在12Ni3CrMoV钢的焊接热影响区中存在着粗晶区脆化和不完全相变区脆化.粗大的马氏体和焊接过程产生的粒状贝氏体是脆化的内在原因.热模拟试样能够反映热影响区中各种组织的相对韧性次序.在模拟粗晶区中,晶粒度的大小是影响裂纹扩展阻力的主要因素.热模拟粗晶区的断裂韧性最差,而多道焊粗晶区具有较好的韧性,这是因为多道焊的粗晶区中马氏体经过多次热循环回火所致.焊接热模拟试样能够反映热影响区中对应组织的韧性,但利用热模拟试样难以评定实际焊接接头中热影响区的裂纹扩展阻力.     

焊接热影响区韧性因子人工神经网络模型

焊接热影响区的韧性指标是考虑焊接质量时经常涉及到的因素．本文将焊接热影响区的冲击韧性值做为韧性因子的内容，采用人工神经网络方法，以１５ＭｎＶＮ，９２１Ａ，１４ＭｎＭｏＮｂＢ和１８ＭｎＭｏＮｂ４种低合金高强钢的冲击韧性值为依据，建立了焊接热影响区韧性因子的人工神经网络模型．它利用原始的实验数据建立模型，不作任何假设；同时，模型具有较好的学习功能     

含硼低合金高强度钢焊接热影响区冲击韧度

利用Gleeble热模拟机对含硼低合金高强度钢板进行不同焊接工艺下的热模拟实验,研究了焊接热影响区(HAZ)的过热区显微组织、韧度及其变化规律.结果表明:钢板过热区冲击韧度随冷却时间t8/3的增大而显著降低;当t8/3小于67s时,过热区冲击韧度较高,相应过热区组织为板条马氏体或板条马氏体+贝氏体,晶粒较细小.800MPa级低碳贝氏体钢板焊接工艺实验结果表明,焊接热输入量为0.96～2.11kJ.mm-1、焊道间温度为150～200℃和焊后热处理,焊接接头焊缝金属和焊接热影响区的冲击韧度保持较高水平,说明钢板对焊接工艺有较强的适应性.     

焊接热循环参数对大线能量焊接用钢EH40热影响区组织和性能的影响

利用热模拟技术及光学显微镜、透射电镜研究了焊接热循环参数对大线能量焊接用船板钢热影响区组织和性能的影响.发现模拟焊接热影响区组织主要由粒状贝氏体、铁素体和珠光体组成,且随着峰值温度和冷却时间的变化,热影响区的组织发生较大的变化;热影响区的冲击韧性总体水平较高,均在200 J以上,冲击韧性并不随着峰值温度和冷却时间的增加而单调变化;热影响区M-A岛的数量、尺寸、分布和形态影响热影响区的韧性.     

面向高性能结构材料的超细晶粒钢研究现状及发展方向

实现传统钢铁材料性能的全面升级符合社会可持续发展战略,组织超细化是同时提高钢铁材料强度和韧性的最佳强化机制。大量研究成果表明,通过不同的晶粒细化工艺可使钢铁材料组织细化到微米级、亚微米级和纳米级,使得传统钢铁材料的综合力学性能得到大幅度提高。但目前困扰超细晶粒钢的焊接技术尚未得到彻底解决。现阶段易于工业化晶粒超细化处理工艺所制备的超细晶粒钢,其焊接问题主要表现为焊接热影响区(HAZ)存在不同程度的脆化和局部软化现象,严重影响了焊接接头与母材性能的匹配。基于氧化物夹杂诱导形核的晶内针状铁素体组织强度高、韧性好,具有很强的自身细化能力,通过氧化物冶金技术获得具有大量有益微夹杂物的超细晶粒钢有望解决其焊接性问题。深入研究钢材基体中超细夹杂物形成与作用机理和焊接HAZ晶内针状铁素体的形成规律及影响因素,制备焊接性能良好的超细晶粒钢是新一代超级钢材料研究的重要发展方向。     

Effect of welding parameters on the heat-affected zone of AISI409 ferritic stainless steel

One of the main problems during the welding of ferritic stainless steels is severe grain growth within the heat-affected zone (HAZ). In the present study, the microstructural characteristics of tungsten inert gas (TIG) welded AISI409 ferritic stainless steel were investigated by electron backscattered diffraction (EBSD), and the effects of welding parameters on the grain size, local misorientation, and low-angle grain boundaries were studied. A 3-D finite element model (FEM) was developed to predict the effects of welding parameters on the holding time of the HAZ above the critical temperature of grain growth. It is found that the base metal is not fully recrystallized. During the welding, complete recrystallization is followed by severe grain growth. A decrease in the number of low-angle grain boundaries is observed within the HAZ. FEM results show that the final state of residual strains is caused by competition between welding plastic strains and their release by recrystallization. Still, the decisive factor for grain growth is heat input.